浅析内燃机滑动轴承的磨损机理

来源 :内燃机与配件 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guocanon
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:内燃机滑动轴承作为机械部件,在运行过程中面临着持续损耗的问题,这就需要定期对此类磨损问题进行分析,结合磨损机理,建立维修处理方案,确保在生命周期内发挥出最大的应用价值。基于此,文章分析内燃机滑动轴承磨损机理,解析滑动轴承损坏形式及失效,并对内燃机滑动轴承损坏现象及其对策进行研究。
  Abstract: As a mechanical component of internal combustion engine sliding bearings, they face the problem of continuous wear during operation. This requires regular analysis of such wear problems, combined with wear mechanisms, and establishment of maintenance and treatment programs to ensure that they can maximize their life cycle Value. Based on this, the article analyzes the wear mechanism of the sliding bearing of internal combustion engine, analyzes the damage and failure of the sliding bearing, and studies the damage phenomenon and countermeasures of the sliding bearing of the internal combustion engine.
  关键词:内燃机;滑动轴承;磨损机理
  Key words: internal combustion engine;sliding bearing;wear mechanism
  中图分类号:U262.9                       文献标识码:A            文章编号:1674-957X(2021)17-0156-02
  0  引言
  内燃机滑动轴承是重要的机械产品,其本身所具备的高可靠性、高稳定性的优势,令外部驱动在运行过程中,可通过相关指令的调控,真正实现驱动顶层与底层的无缝对接,提高整体工作质量。从内燃机滑动轴承零部件的具体应用来讲,在運行过程中,其呈现出一个持续性消耗的特点,受限于轴承零部件固有的承载性能,当外界荷载力高出零部件的承受极限值时,将令滑动轴承产生破损的严重问题,降低使用寿命。为进一步提高实际运行质量,必须深度分析出内燃机滑动轴承工作期间产生的各类磨损现象,分析出可靠性、稳定性的关联影响因素,找出具体失效部位,利用相对应的技术、工艺,解决滑动轴承运行中的磨损失效问题,强化内燃机滑动轴承的可靠性。本文则是针对内燃机滑动轴承的磨损机理进行探讨,仅供参考。
  1  内燃机滑动轴承磨损机理
  内燃机滑动轴承磨损机理一般是指内燃机滑动轴承在运行过程中,长期存在被持续性消耗的前提下,其滑动轴承固有的结构产生不可规避的被磨损问题,且此类问题将随着内燃机做功时长的增加,而导致磨损率逐渐增大的原理。从磨损阶段来讲,可以将内燃机滑动轴承的磨损期设定为初期磨合阶段、中期磨损阶段、后期加剧磨损阶段。
  1.1 初期磨合阶段
  新生产的内燃机滑动轴承部件表面一般存在细微尖峰,在未经过任何摩擦时,随着该内燃机滑动轴承部件被初步投入使用,其会对内燃机的正常运行造成一定的运动阻力,对整个机械系统操作产生一定的差异影响,即造成实际运行参数与预期设计的参数存在差异。磨合期则是指滑动轴承部件在运行过程中,通过其零部件的接触、摩擦等阶段,令零部件的各项参数符合整个生产运行指标,此时内燃机滑动轴承部件上的表面硬质杂质将在摩擦运动中变的更为平滑。从材料迁移角度来讲,则可以看成是滑动轴承表面的细微尖峰与其它组件接触过程中,在大面积压力作用下,滑动轴承所产生的屈服强度超出细微尖峰与滑动轴承表面的结构力,此时细微尖峰将在外界作用力、摩擦产生的热作用效果下,脱离滑动轴承表面。但是在摩擦做功下,细微尖峰所产生的作用力效果,将加大摩擦副的磨损率。
  从磨合过渡角度来讲,在装配环节,内燃机滑动轴承部件受到装配公差的影响,将加大其零部件之间的缝隙,而不均匀的缝隙对于不同部件之间的润滑油而言会致使其存在分布不均的问题,但是随着内燃机的持续运行,伴随着滑动轴承外表面的磨合现象,内燃机活动轴承的表面将真正实现在其单位体积内,润滑层的均匀分布,此时则表明部件在运行过程中,润滑油流体运动效果下,降低磨损率,进而令当前滑动轴承的磨损向中期磨损阶段所转变。
  1.2 中期磨损阶段
  中期磨损阶段是指内燃机滑动轴承在运行过程中,轴体外部表面经过摩擦力的作用,将内燃机的磨损率降到一个稳定区间内,进而实现轴承设施的稳定化驱动,此阶段表明内燃机滑动轴承在运行过程中,其机体表面的润滑油形成一个稳定流体状态,能够真正起到润滑作用,优化内燃机内部结构的受力参数,令整个滑动轴承在运行过程中的受力更为均匀,降低部件的耗损值。从润滑膜体的厚度来讲,当油膜层大于部件表面的粗糙度时,其将起到隔绝润滑的效果,即为当摩擦副间的零件在作用力产生时,不会继而产生相应的摩擦现象,此时滑动轴承的润滑率达到最大。从稳定磨损阶段呈现出的运行机理来讲,润滑层所起到的隔绝效果是一种理想状态,即为零件表面在接触的过程中完全不接触,但是在实际运行过程中,零部件之间则呈现出一个相对运动的趋势,部件之间的相互做功将成为不可控因素,在润滑层的作用下,将把滑动轴承表面的相互力学系数降到最低,降低摩擦损耗。例如,内燃机滑动轴承在初步启动时,系统所呈现出的工作磨损属性是属于不可规避的,因为其在启动过程中,摩擦副内部的润滑层将产生形成与消除的两种渐次阶段,代表着润滑状态由边界经由混动、流体的形成,最终达到润滑层完全转变的阶段,在此期间,摩擦副表面将产生零部件直接接触的问题,即为运行过程中的稳定损耗阶段,内燃机滑动轴承在长时间运行周期下,将会产生严重的磨损问题。   1.3 后期加剧磨损阶段
  内燃机滑动轴承在负荷状态下长时间运行后,受到材料结构因素、摩擦产生的高温因素等影响,将产生疲劳损伤的严重现象,且此类损伤现象将伴随着轴承持续做功,进而产生滑动轴承被加剧磨损的问题。当然,在实际运行过程中,加剧磨损问题具有积累性的特点,其是指影响因素所造成的磨损指超出轴承部件的承受极限值,令磨损系数达到规定范围内的最大值。从具体影响效果来讲,后期加剧磨损对于滑动轴承所造成的危害最大,其衍生出的粘度丧失、运行驱动效率降低、异常响动、摩擦温度加大等问题,可能造成整个内燃机设备的损毁。
  2  滑动轴承损坏形式及失效
  内燃机滑动轴承在运行过程中起到对内燃机机能的可靠性支撑的作用,确保其相关功能实现的精准性,但是在内燃机的长时间运行模式下,内燃机滑动轴承将产生严重的磨损问题,当磨损所产生的尺寸误差高出摩擦副的运行基准时,其将产生运行失效的问题。相关人员在针对滑动轴承损坏及失效问题进行分析时,主要关注的内容是指在非常态运行状态下,滑动轴承运行过程中产生过度损耗的问题,该问题致使内燃机的整体结构受到机械影响,降低整体机械操控的质量。
  影响滑动轴承损坏的问题包含下列几点:第一,结构设计不规范,例如镀层材料、结构承受参数等,在高强度负荷运转下,不规范的结构设计极有可能产生严重的损伤问题。第二,生产工艺基准不达标,此类问题的产生,将直接影响滑动轴承的承载质量,造成出厂期间的质量缺陷问题,在后续被使用过程中,质量问题的存在可能过早令滑动轴承达到其极限消耗值,无法满足正常运作需求,降低设备的使用年限。第三,装配工艺不合规,合理设计与装配,可进一步提高滑动轴承运行的可靠性,但是如果装配过程中,产生误差时,则将产生运行精度误差的严重问题。第四,运维力度不足,滑动轴承属于损耗性部件,在操作过程中,需依据工作强度及轴承属性,定期对此类部件进行运维养护处理,确保操作属性长期维系在一个最佳状态,但是受到外部及内部环境所造成的影响,将加剧材料磨损问题,如果未能对其进行正确养护处理,则将加大失效问题的产生几率。
  这就需要在实际运行过程中,针对损耗模式、运行工况等,分析出失效原因,然后制定相对应的处理方案,真正实现前期、中期、后期的一体化维修处理,规避滑动轴承的失效问题。
  3  内燃机滑动轴承损坏现象及其對策
  3.1 划伤问题
  内燃机滑动轴承划伤问题的产生,主要是指设施表面存在划痕,造成结构力损失的问题。划伤现象的产生机理主要是由于大直径的机械颗粒在高压作用下经过内燃机滑动轴承的表面,且此类颗粒硬度高于轴承表面硬度,产生机体损伤的现象,通常情况下,摩擦副内部属于一个封闭的空间,不会有外界杂质流入到装置中。此时则可验证润滑油是否存在杂质问题,并依据滑动轴承外表监测数据,做好相对应的清洁处理,降低划伤问题的产生几率。
  3.2 磨粒磨损问题
  磨粒磨损问题是指滑动轴承核心承载部位,因为摩擦问题的产生,加大轴承内部之间的间隙差值,此类受损面具有光亮特征,主要是因为内部杂质在持续性运动过程中,对现有的机械面造成固定时间、表面的磨损,进而形成基于磨粒的范围性磨损问题。造成磨粒磨损的主要原因是由于润滑油在过滤之后被污染,或者是过滤工序存在缺失性,导致小直径的杂质流入到轴承内部,进而产生杂质污染的问题。对此,在进行解决时,可以选择定期更换润滑油,或者是依据检测出的粒径磨损系数,评估在当前工况运行下,滑动轴承所产生的摩擦损耗问题,并进行定期运维处理,增加滑动轴承的运行寿命。
  3.3 咬粘问题
  咬粘问题的产生是指在轴承表面出现沟痕问题,将造成轴颈区域黏连的严重问题。产生此类现象的主要原因是由于在持续性的工作状态下,设施在摩擦过程中将产生高温,软化金属材料,降低结构刚性,此时轴颈区域在高荷载压力下,将产生严重的位移问题,即为材料在固有承载压力下,位移可能产生单位体积内材料的堆积现象,进而形成堵塞、咬粘问题。从运行角度来讲,轴承在运行过程中此类问题产生因素较多,且具有偶发性特点,例如设备急停、急启动操作,零部件之间的碰撞问题、润滑油层厚度问题等,均可能造成咬粘问题的产生。针对此类问题进行解决时,则可分析出润滑系统及材料材质、结构之间呈现出参数系数是否符合实际运行需求,结合设施在不同工况下运行需求,制定相对应的运维工序。
  4  结语
  综上所述,内燃机滑动轴承在运行过程中,磨损问题属于不可规避的运行风险。为此,在实际操作过程中,应结合滑动轴承的结构组成、工作环境等,制定出相对应的运维处理方案,以提高滑动轴承设备运行的可靠性。期待在未来发展过程中,科研人员可研发出更为先进的技术工艺,针对滑动轴承现存问题予以解决,提高设施运行精度。
  参考文献:
  [1]贾文静.内燃机滑动轴承磨损机理及失效分析[J].内燃机与配件,2021(10):142-143.
  [2]杜祥宁,张艳艳,黄瑞,俞小莉,刘震涛.运行参数对内燃机主轴承动载荷影响规律仿真分析[J].机电工程,2019,36(08):809-813.
  [3]聂涛,刘振明,刘楠,安士杰.内燃机径向滑动轴承润滑特性及影响因素研究[J].计算机仿真,2019,36(01):263-267.
  [4]刘晓日,黎明,张铁臣,郑清平,黎苏,李国祥.基于热弹流混合润滑的内燃机滑动轴承零磨损[J].上海交通大学学报,2017,51(01):62-68.
其他文献
选区激光烧结的逐行逐层的增材制造是一个能量的持续作用过程。对不同的线能量密度、不同预热温度的尼龙6粉末烧结过程进行建模和仿真,结合反映烧结样品热氧老化程度的黄蓝指数b~*值的测量,对烧结过程的能量变化进行了分析。结果表明:不同线能量密度的单层烧结,连续5行扫描烧结区能量增加约3.4%~7.82%,扫描能量较小时累积较为明显;预热温度从25℃增加到180℃时,烧结区能量的增幅为9.17%~5.66%
摘要: 本文通过对电机定子结构进行优化,提高电机减振降噪性能。以电机定子的厚度及内槽数量、外槽宽度为设计变量,通过有限元仿真软件ANSYS求解计算了不同参数的设计变量下电机定子的位移、应力、应变云图,固有频率等,并且进行谐响应分析和随机振动分析。通过多元回归分析得到设计参数与分析结果的近似函数方程,根据所得方程求解最优参数。利用NSGA-II遗传算法,将减振降噪优化设计问题转化为在给定约束下求解多
钕铁硼硬度高、脆性大,且充磁后具有高磁性力。电火花加工是钕铁硼的重要加工方法。为探寻充磁与未充磁烧结钕铁硼在电火花加工过程中的工艺差异和规律,采用单因素试验方法,开展对比试验,研究放电参数(脉冲宽度、峰值电流和脉冲间隔)对充磁与未充磁烧结钕铁硼的材料去除率、表面粗糙度和重铸层的影响。结果表明:随脉冲宽度的增加,充磁烧结钕铁硼的材料去除率增大,而未充磁烧结钕铁硼的材料去除率先增大后略有减小,充磁与未充磁烧结钕铁硼表面粗糙度值均增大,重铸层均增厚且内部出现裂纹;随峰值电流的增加,两者材料去除率和表面粗糙度值均
早发性冠心病的遗传背景包括单基因罕见突变和多基因常见突变累积冠心病。前者的致病基因主要与脂质代谢、血管内皮完整性及内皮功能、血栓形成有关,其中低密度脂蛋白胆固醇代谢相关基因的作用尤为重要;后者遗传背景的研究与常见的多基因复杂疾病相似,主要通过基因组关联研究、表达数量性状位点分析、多基因风险模型建立等基因组学分析工具进行。此外,近年来兴起的高维组学技术和基因调控网络也为解释多基因发病的早发性冠心病的遗传背景提供了新的思路和重要技术支持。
采用传统概率神经网络模型检测机械传动齿轮箱振动需要人工经验确定平滑因子,不仅检测精度难以保证,而且延长了算法的运行时间,为此,采用改进的粒子群算法自适应地确定平滑因子参数。以机械传动齿轮箱作为非正常振动检测研究的对象,首先,采集齿轮箱运行的振动时域信号与频域信号,作为振动类型检测的数据样本;其次,基于Parzen窗概率密度估计构建概率神经网络模型;然后,利用变异算子优化粒子群算法的惯性权重,定义2个质心参数引导粒子群搜索到最优方向;最后,采用改进的粒子群算法自适应地确定概率神经网络的平滑因子,解决网络分类
摘要: 现代航运市场主流船舶通常选用高增压中速筒状活塞四冲程柴油机为船舶电站原动机或作为主推进系统原动机。随着电力推进系统在新建船舶所占份额的增加,四冲程中速柴油机船舶动力市场的份额逐年增长。中速柴油机和低速柴油机相比较具有更高的机械负荷和热负荷,对其各个构件、系统提出了更高的要求。四冲程中速柴油机的润滑油系统直接影响到柴油机自身的各项性能指标、工作稳定性和安全性。日常维护中注重滑油管理,对提高柴
摘要:本文通过对西门子燃驱压缩机组的原有超速保护系统进行分析总结,针对其存在的缺陷,创新性地提出了优化升级方案,实施后有效地避免了由于转速信号跳变导致机组紧急停机故障,保障了机组的平稳运行。  Abstract: This article analyzes and summarizes the original overspeed protection system of Siemens comb
在我身边,不少的老年人群体理财后,血本无归的事情屡屡发生。原因一般无非如下情况:儿女工作繁忙,老人们独自生活,久而久之,寂寞的老人们就会寻找“倾诉”范围,他们遇到街头巷尾遇到些能言善语的人,被他们一口一个“大爷、大妈”的称呼着,慢慢丢掉了防御,然后就慢慢走进各种“局”。
摘要:自改革开放以来,我国社会发展速度不断加快,科学技术也随之加快进程。电气工程作为我国社会发展重要项目之一,在当前的实际发展中,电气工程自动化已经成为普遍性。随着智能化技术的不断发展,智能化技术的使用已逐渐扩大到社会各行业中。在电气工程自动化系统中,智能化技术的应用,大大提升电气工程的自动化水平。就此,本文将对智能化技术在电气工程自动化中的应用进行详细分析,旨在为我国电气工程领域的发展做出贡献。
摘要:近些年,我国机械设计制造领域主动立足于科技前沿发展动态,主动借助先进的自动化技术以及智能化控制技术等科技方式,促进机械设计制造实现全面升级目标,满足智能制造时代的发展要求。针对于此,本文主要立足于多元化分析视角,对机械设计制造及自动化应用发展进行研究与分析。并在此基础上,以数控加工生产领域为重点研究对象,对其机械设计制造及自动化技术的应用实践问题进行总结归纳,以供参考。  Abstract: